CN116047471A - 一种雷达发射系统 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种雷达发射系统，涉及雷达技术领域。该雷达发射系统包括边发射激光器组、快轴准直镜、第一反射镜和慢轴准直镜；边发射激光器组的数量为多个，快轴准直镜和第一反射镜设置于单个边发射激光器组与慢轴准直镜之间以形成光路，第一反射镜用于将边发射激光器组发出的激光反射至慢轴准直镜，其能够使得边发射激光器不再受限于在电路板上的布局。

Description

一种雷达发射系统

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，具体而言，涉及一种雷达发射系统。

背景技术

现阶段激光雷达使用的LD激光光源分为垂直腔面发射激光器（VCSEL）和边发射激光器（EEL）两种，其中垂直腔面发射激光器垂直于芯片向上发光，可以更方便电路板（PCB）布局；边发射激光器为侧面发光，需要将边发射激光器置于PCB板边，否则会造成遮挡。

边发射激光器由于侧面发光，主要方式都是由电路板边缘出射，这会使得电路板设计时受限严重，且所需的空间结构会更大，不利于小型化、集成化，也不利于发射通道数量的提高，边发射激光器的排布方式受限于电路板。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种雷达发射系统，其能够使得边发射激光器不再受限于在电路板上的布局。

本发明的实施例可以这样实现：

本发明的实施例提供了一种雷达发射系统，其包括边发射激光器组、快轴准直镜、第一反射镜和慢轴准直镜；

所述边发射激光器组的数量为多个，所述快轴准直镜和所述第一反射镜设置于单个所述边发射激光器组与所述慢轴准直镜之间以形成光路，所述第一反射镜用于将所述边发射激光器组发出的激光反射至所述慢轴准直镜。

可选的，在所述光路上，所述第一反射镜设置于所述快轴准直镜和所述慢轴准直镜之间，或所述快轴准直镜设置于所述第一反射镜和所述慢轴准直镜之间。

可选的，每个所述边发射激光器组包括多个边发射激光器，每个所述边发射激光器组的多个所述边发射激光器均匀间隔设置。

可选的，每两个所述边发射激光器组相对设置，两个相对设置的所述边发射激光器组以及与每个所述边发射激光器组对应的所述快轴准直镜和所述第一反射镜组成一个发射模组，所述发射模组包括多列，且两个所述边发射激光器组中的所述边发射激光器错位设置；在与所述快轴准直镜相平行的投影面上，两个所述边发射激光器组中的所述边发射激光器的投影在一条直线上。

可选的，多列所述发射模组之间错位设置。

可选的，位于相邻两列所述发射模组中相邻的两个所述发射模组沿垂直于单列所述发射模组的长度方向错位设置。

可选的，其中一部分所述发射模组的出光方向与所述慢轴准直镜相垂直，另一部分所述发射模组的出光方向与所述慢轴准直镜相平行，出光方向与所述慢轴准直镜相平行的所述发射模组与所述慢轴准直镜之间设置有第二反射镜，所述第二反射镜用于将出光方向与所述慢轴准直镜相平行的所述发射模组发出的激光反射至所述慢轴准直镜。

可选的，所述第一反射镜和所述第二反射镜的反射角度为60-120°。

可选的，所述第一反射镜和所述第二反射镜的反射角度为90°。

可选的，在每列所述发射模组中部的所述发射模组至边缘的所述发射模组的方向上，每个所述发射模组中的所述快轴准直镜和所述第一反射镜之间的距离逐渐减小，且单个所述边发射激光器组与对应的所述快轴准直镜之间的距离相等。

本发明实施例的雷达发射系统的有益效果包括，例如：在通过该雷达发射系统发射激光的过程中，通过多个边发射激光器组发出激光，激光经过快轴准直镜时整形收束，激光经过第一反射镜时发生反射，经整形收束和反射后的激光经慢轴准直镜射出，在此过程中，边发射激光器组能够设置于电路板的任意位置，使得边发射激光器不再受限于在电路板上的布局。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例中阵列模组的结构示意图；

图2为本申请实施例中发射模组的结构示意图；

图3为本申请实施例中用于展示发射模组集成式排布的示意图；

图4为本申请实施例中用于展示发射模组分布式排布的示意图。

图标：100-电路板；200-发射模组；210-边发射激光器组；211-边发射激光器；220-快轴准直镜；230-第一反射镜；300-慢轴准直镜；400-第二反射镜。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

本申请的发明人发现，现有的边发射激光器的排布方式受限于电路板，本申请的实施例提供了一种雷达发射系统，至少用于解决该技术问题。

请参考图1-图3，本申请的实施例提供的雷达发射系统包括边发射激光器组210、快轴准直镜220、第一反射镜230和慢轴准直镜300；边发射激光器组210的数量为多个，快轴准直镜220和第一反射镜230设置于单个边发射激光器组210与慢轴准直镜300之间以形成光路，第一反射镜230用于将边发射激光器组210发出的激光反射至慢轴准直镜300。

在可选的实施方式中，该雷达发射系统还包括电路板100，边发射激光器组210、快轴准直镜220、第一反射镜230和慢轴准直镜300均设置于电路板100上。

需要指出的是，边发射激光器组210的激光发射方向平行于电路板100的板面，单个边发射激光器组210与慢轴准直镜300之间设置有一个快轴准直镜220和第一反射镜230，快轴准直镜220能够对激光进行收束，第一反射镜230能够对激光进行反射。

在通过该雷达发射系统发射激光的过程中，通过多个边发射激光器组210发出激光，激光经过快轴准直镜220时整形收束，激光经过第一反射镜230时发生反射，经整形收束和反射后的激光经慢轴准直镜300射出，在此过程中，边发射激光器组210能够设置于电路板100的任意位置，使得边发射激光器211不再受限于在电路板100上的布局。

在可选的实施方式中，在所述光路上，第一反射镜230设置于快轴准直镜220和慢轴准直镜300之间，或快轴准直镜220设置于第一反射镜230和慢轴准直镜300之间。

需要说明的是，若第一反射镜230设置于快轴准直镜220和慢轴准直镜300之间，则边发射激光器组210发出的激光经快轴准直镜220后再经第一反射镜230反射至慢轴准直镜300；若快轴准直镜220设置于第一反射镜230和慢轴准直镜300之间，则边发射激光器组210发出的激光先经第一反射镜230反射至快轴准直镜220，快轴准直镜220对激光进行收束并发射至慢轴准直镜300。

在可选的实施方式中，每个边发射激光器组210包括多个边发射激光器211，每个边发射激光器组210的多个边发射激光器211均匀间隔设置。

实际上，相邻边发射激光器211之间的间距可以等于单个边发射激光器211的发光面长度，实现无间隙错位；相邻边发射激光器211之间的间距也可以略大于单个边发射激光器211的发光面长度，此时多个边发射激光器211之间的排布较稀疏；相邻边发射激光器211之间的间距也可以略小于单个边发射激光器211的发光面长度，此时多个边发射激光器211之间的排布较紧凑；其中，边发射激光器211的发光面长度即沿多个边发射激光器211排布方向上的单个边发射激光器211的宽度。

在可选的实施方式中，每两个边发射激光器组210相对设置，两个相对设置的边发射激光器组210以及与每个边发射激光器组210对应的快轴准直镜220和第一反射镜230组成一个发射模组200，发射模组200包括多列，且两个边发射激光器组210中的边发射激光器211错位设置；在与快轴准直镜220相平行的投影面上，两个边发射激光器组210中的边发射激光器211的投影在一条直线上。

需要指出的是，相对设置的两个边发射激光器组210中的两列边发射激光器211错位设置，错位的距离即为单个边发射激光器211的发光面长度，使得在与快轴准直镜220相平行的投影面上，两个边发射激光器组210中的边发射激光器211的投影在一条直线上，从而实现单个发射模组200中的边发射激光器211的无间隔排布。

模组化设计能够减小透镜数量、减小对焦和调轴的调节次数，减小发射系统尺寸，多个边发射激光器211共用一个快轴准直镜220构成一个多线模组；多个多线模组共用一个慢轴准直镜300形成阵列模组，实现多阵列发射。

例如，发射模组200的数量为8个，则边发射激光器组210的数量为16个，单个边发射激光器组210中的边发射激光器211的数量为8个，即对应一个8线模组；两个相对的边发射激光器组210错位拼接形成一个发射模组200，即16线模组；8个发射模组200形成一个阵列模组，即128线阵列，整个128线阵列共用一个慢轴准直镜300。

可以理解的是，边发射激光器211和发射模组200的数量可以依据实际工况而定，例如还可以是16线到256线阵列；最小单元即单个边发射激光器组210中的边发射激光器211的数量也可以为4个，即对应一个4线模组，最多至32线模组。

在可选的实施方式中，多列发射模组200之间错位设置。

多列发射模组200的排布方向一致，通过将多列发射模组200之间错位设置，能够实现排布方向上的紧密排列。

在可选的实施方式中，位于相邻两列发射模组200中相邻的两个发射模组200沿垂直于单列发射模组200的长度方向错位设置。

例如，发射模组200的列数为2，两列发射模组200沿同一方向排布，且两列发射模组200在垂直自身排布方向上相错位，错位距离为单个发射模组200在垂直发射模组200排布方向上的宽度。

可以理解的是，发射模组200的列数可以依据实际工况而定。

请参考图4，在可选的实施方式中，电路板100的数量为多个，多列发射模组200分布于多个电路板100上。

需要指出的是，在该分布式设计中，单个电路板100上设置一列发射模组200，每个电路板100上的发射模组200分别向慢轴准直镜300上发射激光。

在可选的实施方式中，其中一部分发射模组200的出光方向与慢轴准直镜300相垂直，另一部分发射模组200的出光方向与慢轴准直镜300相平行，出光方向与慢轴准直镜300相平行的发射模组200与慢轴准直镜300之间设置有第二反射镜400，第二反射镜400用于将出光方向与慢轴准直镜300相平行的发射模组200发出的激光反射至慢轴准直镜300。

在实际硬件布置中，至少两个电路板100相垂直，相垂直的两个电路板100中的其中一个电路板100上设置有一列发射模组200，相垂直的两个电路板100中的另一个电路板100上设置有一列发射模组200，相垂直的两个电路板100其中一者上的发射模组200与慢轴准直镜300之间设置有第二反射镜400。

需要指出的是，相垂直的两个电路板100中的其中一个电路板100与慢轴准直镜300相平行，相垂直的两个电路板100中的另一个电路板100与慢轴准直镜300相垂直，该与慢轴准直镜300相垂直的电路板100与慢轴准直镜300之间设置有第二反射镜400，第二反射镜400能够将由该与慢轴准直镜300相垂直的电路板100上的发射模组200发出的激光反射至慢轴准直镜300。

在可选的实施方式中，第一反射镜230和第二反射镜400的反射角度为60-120°。

例如，第一反射镜230和第二反射镜400的反射角度为60°、90°或120°，优选的，第一反射镜230和第二反射镜400的反射角度为90°，可以理解的是，第一反射镜230和第二反射镜400的反射角度可以依据实际工况而定。

在可选的实施方式中，在每列发射模组200中部的发射模组200至边缘的发射模组200的方向上，每个发射模组200中的快轴准直镜220和第一反射镜230之间的距离逐渐减小，且单个边发射激光器组210与对应的快轴准直镜220之间的距离相等。

需要说明的是，由于发射模组200排布尺寸长，若所有发射保持一致，则会因慢轴准直镜300的像面场曲而产生不同区域的发射光斑不一致的现象，当对焦为位于中部的发射模组200时，出射光束阵列中心区域准直效果正常，而位于边缘的发射模组200的出射光束逐渐发散和模糊。

在每列发射模组200中部的发射模组200至边缘的发射模组200的方向上，每个发射模组200中的快轴准直镜220和第一反射镜230之间的距离逐渐减小，且单个边发射激光器组210与对应的快轴准直镜220之间的距离相等，调节了对焦参数，这使得发射阵列的等效面与透镜像面更好的重合，实现了较好的对焦，解决了不同位置的发射模组200发射光斑不一致的问题。

综上所述，本发明实施例提供了一种雷达发射系统，在通过该雷达发射系统发射激光的过程中，多个边发射激光器组210中的边发射激光器211发出激光，激光经过快轴准直镜220时整形收束，经过第一反射镜230时发生反射，经整形收束和反射后的激光最后经慢轴准直镜300射出，在此过程中，边发射激光器211能够设置于电路板100的任意位置，使得边发射激光器211不再受限于在电路板100上的布局，有利于小型化、集成化以及发射通道数量的提高。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种雷达发射系统，其特征在于，包括边发射激光器组、快轴准直镜、第一反射镜和慢轴准直镜；

所述边发射激光器组的数量为多个，所述快轴准直镜和所述第一反射镜设置于单个所述边发射激光器组与所述慢轴准直镜之间以形成光路，所述第一反射镜用于将所述边发射激光器组发出的激光反射至所述慢轴准直镜。

2.根据权利要求1所述的雷达发射系统，其特征在于，在所述光路上，所述第一反射镜设置于所述快轴准直镜和所述慢轴准直镜之间，或所述快轴准直镜设置于所述第一反射镜和所述慢轴准直镜之间。

3.根据权利要求1所述的雷达发射系统，其特征在于，每个所述边发射激光器组包括多个边发射激光器，每个所述边发射激光器组的多个所述边发射激光器均匀间隔设置。

4.根据权利要求3所述的雷达发射系统，其特征在于，每两个所述边发射激光器组相对设置，两个相对设置的所述边发射激光器组以及与每个所述边发射激光器组对应的所述快轴准直镜和所述第一反射镜组成一个发射模组，所述发射模组包括多列，且两个所述边发射激光器组中的所述边发射激光器错位设置；在与所述快轴准直镜相平行的投影面上，两个所述边发射激光器组中的所述边发射激光器的投影在一条直线上。

5.根据权利要求4所述的雷达发射系统，其特征在于，多列所述发射模组之间错位设置。

6.根据权利要求5所述的雷达发射系统，其特征在于，位于相邻两列所述发射模组中相邻的两个所述发射模组沿垂直于单列所述发射模组的长度方向错位设置。

7.根据权利要求4所述的雷达发射系统，其特征在于，其中一部分所述发射模组的出光方向与所述慢轴准直镜相垂直，另一部分所述发射模组的出光方向与所述慢轴准直镜相平行，出光方向与所述慢轴准直镜相平行的所述发射模组与所述慢轴准直镜之间设置有第二反射镜，所述第二反射镜用于将出光方向与所述慢轴准直镜相平行的所述发射模组发出的激光反射至所述慢轴准直镜。

8.根据权利要求7所述的雷达发射系统，其特征在于，所述第一反射镜和所述第二反射镜的反射角度为60-120°。

9.根据权利要求7所述的雷达发射系统，其特征在于，所述第一反射镜和所述第二反射镜的反射角度为90°。

10.根据权利要求4所述的雷达发射系统，其特征在于，在每列所述发射模组中部的所述发射模组至边缘的所述发射模组的方向上，每个所述发射模组中的所述快轴准直镜和所述第一反射镜之间的距离逐渐减小，且单个所述边发射激光器组与对应的所述快轴准直镜之间的距离相等。

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